一种防止冻管的两用切换式热泵机组制造技术

本实用新型专利技术提供一种防止冻管的两用切换式热泵机组，包括第一换热器、第二换热器、第一节流装置、第一压缩机及两个第一切换阀，第一节流装置连接第一换热器与第二换热器，两个第一切换阀的第一端均与第一压缩机连通，两个第一切换阀的第二端与第三端分别与第一换热器以及第二换热器连接；其中，第一切换阀用于切换第一换热器与第二换热器的工作状态，以实现；第一换热器吸收热量交换塔中交互介质的热量，第二换热器释放热量给用户末端；或者，第一换热器释放热量给热量交换塔中的交互介质，第二换热器吸收来自用户末端的热量。本实用新型专利技术提供的防止冻管的两用切换式热泵机组通过阀门切换替换水路切换，并避免水路切换带来的不利影响。

A dual-purpose switching heat pump unit to prevent freezing pipe

【技术实现步骤摘要】
一种防止冻管的两用切换式热泵机组
本技术涉及制冷热泵空调
，尤其涉及一种防止冻管的两用切换式热泵机组。
技术介绍
随着经济发展人类消耗化石矿物能源进一步增多，相应二氧化碳排放也增多，温室效应也日益显现，当前环境日趋恶化，海平面不断上升，冰川融化这已是不争事实，这与人类活动加剧及过度消耗矿物质化石能源有关，寻找新的可替代能源变得日益重要了，节能减排任务还任重道远，不断创新采用新技术实现低能耗高效采暖会遇到一个一个技术上的障碍，尤其是集中采暖大部分依然是采用传统锅炉采暖方式来满足民众的需求，这违背当今节能减排潮流，党和政府为此制定了一系列相关政策，大力提倡煤改电以减少温室气体排放，达到缓和环境日趋恶化的目的，十几年前就已经出现热源塔相关技术，并有许多相关科技工作者为此攻关克难，虽解决许多相关问题，却依然难以实现大规模商业化运作，究其根源还是因为其防腐问题尚未得到彻底解决，还有溶液流失问题及溶液冰点温度上移所造成冻管问题，在多个问题不同程度上没有较理想化解决，其商业运行成本及投资成本制约了当今热源塔相关技术快速普及。为了解决上述问题，本技术在中央空调系统做了几方面组合式创新，以达到满足中央空调机组夏天既可以制冷，冬季也可以持续高效稳定的制热，相比现行的风冷式热泵机组能效比要高得多，一般风冷热泵机组最高能效比在2.8倍，而采用防冻液式热源塔机组其能效比最高可达5.8倍，这是风冷热泵机组高一倍了，况且风冷热泵存在化霜问题。当今水源热泵是需要有地理条件才能实现的，而且水源热泵相对成本较高，其水垢也是很头疼的问题。而热源塔没有化霜的困扰，尤其是该项技术可彻底解决因化霜影响到用户体验的大难题。空气中蕴含着丰富的水汽潜热和空气显热，如何把空气中水汽潜热转变我们可资利用的热能量来为人类造福，已摆在科技工作者面前的一个艰巨任务。我们知道化石矿物能源用于采暖属于能量转换(是化学能转换为热能)，而能量转换是不可以100％实现的，能量在转换过程中会有能量损耗，但热泵却不同，它属于能量转移，而能量转移可以达到500％以上的效率，它是通过压缩机使制冷剂实现相变，并通过热量交换来实现低温热量向较高温度的转移，这就体现了能量转换与能量转移有着截然不同的效果。实现更清洁无污染的采暖及热水享用，早就成为各国科技工作者研究方向，并在此领域也取得相应成果，不过当前最大障碍就是如何比较经济化霜，寒冷冬季空气能热泵最怕空气中水汽含量太大，当空气中相对湿度较大时会妨碍热泵机组正常运行，经常会出现蒸发器结霜，导致风道被堵塞，热源大幅减少，空调效果大打折扣，并且要耗许多电能来化霜，还要花许多时间来化霜，化霜时还要停止制热工作，还要从房间索取热量来化霜，用户会很不爽。因此本技术就是为了变害为利，采用防冻液来直接与空气进行热量交换，在吸收空气显热过程的同时还吸收大量的空气中水汽的潜热，导致空气中水分进入到防冻液里，并把防冻液的浓度不断稀释，当防冻液被稀释到冰点温度时就会结冰，进而会把蒸发器的铜管胀坏，因此本技术专利为系统配置了稀防冻液相关浓缩装置，并且在浓缩过程中所产生的水汽通过热能反馈系统再把水汽潜热吸收到系统中用以增加采暖的热量，再把冷凝水排到系统之外，实现负压蒸发热能反馈之浓缩。更为重要的是本技术采用了氯化钙防冻液作为与空气交换热量的介质，而氯化钙溶液对金属具有很强的腐蚀作用，如果氯化钙添加缓蚀剂，那么添加缓蚀剂的氯化钙在25℃以下运行对金属腐蚀性非常弱(属于正常使用寿命范围)，且也不会结垢，具有很强的经济使用价值，不只是运行成本低及投资成本也低廉，且适用低温范围广，对环境没有太大的影响，若配置防冻液浓缩装置，那么其对环境就没有一点影响了。我们知道家用空调普遍采用四通阀来进行制热与制冷功能切换，且化霜都有赖于四通阀来实现反向运行化霜；而大中型中央空调却无法采用四通阀来进行中央空调功能上的切换，因为较大的四通阀很难保证加工精度要求来防止高低压之间的串漏，若造成高低压之间制冷剂的串漏，势必影响效果并造成能源的浪费，还有较大的四通阀安装也是一个很大的难题，要想达到较高的气密性要求必须采用焊接，而焊接过程中部件体积太大散热也快，无法满足氧焊接温度要求，若采取增加热量办法，加热过程也容易造成四通阀变形以致无法实现热泵机组正常运行，大型螺杆机组不会采用四通阀来实现制冷与制热功能切换，而是采用水路切换，这与冷媒切换有着截然不同的效果，前者担心高低压冷媒之间的串漏，而后者却担心防冻液浓度扩散到温度较高的冷凝器里去，因为水路切换所采用的阀门是难以做到百分之百完全关闭而没有一点点的渗漏，热泵机组经过一个冬季的运行，哪怕扩散千分之一的浓度也会对冷凝器造成巨大的腐蚀，由于氯化钙防冻液在温度较高情况下其腐蚀性显现出来，且结垢问题也随之严重，所以用氯化钙做防冻液的，并采用了水路切换的热源塔热泵机组一般使用寿命为两年左右，因此利用氯化钙做防冻液并且采用水路切换方式必然会以失败而告终，由此业内人一致否认了氯化钙可用作热源塔的防冻液，并谓之不可能的事情，这是缺乏科学依据的论断。本技术专利就打破了常规采用气密性很强的且适合大型中央空调机组制冷与制热的功能切换，一改传统水路切换思路，同时解决了大四通阀的不可能及氯化钙做热源塔防冻液的不可能。为什么说成功最关键的因素是功能切换技术的选择呢，因为一般大型阀门很难做到彻底完全关闭的，尤其是流体含有金属锈渣的情况下，总会有关不死的情况，并出现流体串漏的现象，氯化钙溶液可通过阀门尚未完全关闭的微小间隙由高浓度扩散到低浓度溶液中去，进而使氯化钙溶液进入到温度较高的冷凝器里，氯化钙溶液在温度超过40℃时就会加速对金属的腐蚀作用，而冷凝器温度一般会超过40℃以上的，铜管和钢板在冷凝器较高温度情况下容易受到氯化钙溶液的腐蚀，而处于低温的蒸发器情况下的金属是完全不一样的，它会是蒸发器几百倍以上的腐蚀速率，这是非常犹心的事情，也必将产生恶性循环，导致阀门愈发难以关闭，阀芯漏水并喷溅到其他设备表面上而导致机房相关的电机及管道也出现腐蚀的情况。借助锅炉采暖的不算水冷暖两用一体化中央空调，当今以水为冷热载体的模块机组，虽然可以实现冬季采暖，夏季制冷，但它还是按照传统反向运行方式来化霜，会严重影响到用户的体验，而且频繁切换四通阀反向运行会导致四通阀高低压串漏而浪费能源。而多联风冷机组它更谈不上水冷暖两用空调机组，它的制冷制热能效比都很低，最关键的是它还把压缩机兼作输送冷量或热量的输送泵了，其实压缩机不可以二者兼用，用压缩机进行冷媒相变实现冷热转移就足够了，这样才会经济省力，由于气相流体虽然密度远不及液态流体大，所承载的冷量与热量也是相对有限的，但它的压力一点也不逊色液态流体压力所带来的阻力，克服管道阻力及压差来远距离输送气相制冷剂其耗能会更大，因此多联机组空调末端离主机较远的地方其末端效果会很差就是这个道理。所以，近距离采用压缩机把冷媒形成压差通过散热实现相变从而达到热量转移的目的，然后再通过热量交换方式把冷量或热量交换给液态水，再用泵把载着冷量或热量的液态水实现远距离输送，送至用户的末端，这才是最经济的技术方案，中央空调比家用空调节能也就是这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防止冻管的两用切换式热泵机组，其特征在于，包括第一换热器、第二换热器、第一节流装置、第一压缩机及两个第一切换阀，所述第一节流装置连接所述第一换热器与所述第二换热器，两个所述第一切换阀的第一端均与所述第一压缩机连通，两个所述第一切换阀的第二端与第三端分别与所述第一换热器以及所述第二换热器连接；其中，所述第一切换阀用于切换所述第一换热器与所述第二换热器的工作状态，以实现；/n所述第一换热器吸收热量交换塔中交互介质的热量，所述第二换热器释放热量给用户末端；/n或者，第一换热器释放热量给所述热量交换塔中的交互介质，第二换热器吸收来自所述用户末端的热量。/n

【技术特征摘要】
1.一种防止冻管的两用切换式热泵机组，其特征在于，包括第一换热器、第二换热器、第一节流装置、第一压缩机及两个第一切换阀，所述第一节流装置连接所述第一换热器与所述第二换热器，两个所述第一切换阀的第一端均与所述第一压缩机连通，两个所述第一切换阀的第二端与第三端分别与所述第一换热器以及所述第二换热器连接；其中，所述第一切换阀用于切换所述第一换热器与所述第二换热器的工作状态，以实现；
所述第一换热器吸收热量交换塔中交互介质的热量，所述第二换热器释放热量给用户末端；
或者，第一换热器释放热量给所述热量交换塔中的交互介质，第二换热器吸收来自所述用户末端的热量。


2.如权利要求1的所述的热泵机组，其特征在于，所述热泵机组还包括增焓降压缩比装置，所述第一节流装置通过所述增焓降压缩比装置与所述第二换热器连接。


3.如权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述热泵机组还包括第二节流装置、第二压缩机及两个第二切换阀，所述第二节流装置连接所述第一换热器与所述第二换热器；
两个所述第二切换阀的第一端均与所述第二压缩机连通，两个所述第二切换阀的第二端与第三端分别与所述第一换热器以及所述第二换热器连接；
所述第一换热器、所述第二换热器、所述第一节流装置、所述第一压缩机及所述第一切换阀形成一个制冷剂循环体系；所述第一换热器、所述第二换热器、所述第二节流装置、所述第二压缩机及所述第二切换阀形成另一个制冷剂循环体系。


4.如权利要求1所述的热泵机组，其特征在于，所述热泵机组还包括第三换热器、第三节流装置、第三压缩机及两个第三切换阀，所述第三节流装置连接所述第二换热器与所述第三换热器；
两个所述第三切换阀的第一端均与所述第三压缩机连通，两个所述第三切换阀的第二端与第三端分别与所述第二换热器以及所述第三换热器连接；
所述第一换热器、所述第二换热器、所述第一节流装置、所述第一压缩机及所述第一切换阀形成一个制冷剂循环体系；所述第二换热器、所述第三换热器、所述第三节流装置、所述第三压缩机及所述第三切换阀形成另一个制冷剂循环体系。


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【专利技术属性】
技术研发人员：刘小江，
申请(专利权)人：刘小江，
类型：新型
国别省市：湖南;43